手機(jī)、汽車(chē)音響系統(tǒng)、筆記本電腦、PC、白色家電和工業(yè)應(yīng)用中數(shù)十億機(jī)械按鈕都已被電容式感應(yīng)按鈕所替代。電容式感應(yīng)控制技術(shù)的使用讓?xiě)?yīng)用變得更美觀，更易用、更靈活。不過(guò)，雖然電容式感應(yīng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到能夠提供現(xiàn)成的解決方案，推動(dòng)按鈕替代更快速更便捷地實(shí)現(xiàn)，但電容式感應(yīng)按鈕替代機(jī)械按鈕不一定是件很簡(jiǎn)單的事情。解決方案日趨簡(jiǎn)單化，這有助于降低設(shè)計(jì)人員在最終產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中添加電容式感應(yīng)用戶(hù)界面(UI)所要面臨的風(fēng)險(xiǎn)?；旧希琔I設(shè)計(jì)任務(wù)已演變?yōu)閭鞲衅鏖_(kāi)發(fā)板的PCB布局，而電容式感應(yīng)控制器則負(fù)責(zé)處理其它工作。 從機(jī)械按鈕轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙菔礁袘?yīng)按鈕過(guò)程中，第一個(gè)挑戰(zhàn)就是為全新的電容式感應(yīng)設(shè)計(jì)方案開(kāi)發(fā)固件。電容式感應(yīng)按鈕相對(duì)于機(jī)械按鈕而言更容易受到噪聲的影響，因此設(shè)計(jì)人員在每個(gè)設(shè)計(jì)階段都必須認(rèn)真細(xì)致應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題。此外，系統(tǒng)不僅需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，而且還要在生產(chǎn)階段進(jìn)行全面測(cè)試。 電容式觸摸感應(yīng)基礎(chǔ)知識(shí) 先看看典型的電容式感應(yīng)按鈕是如何工作的。電容式觸摸傳感器由銅焊盤(pán)、電容感應(yīng)控制器輸入引腳及之間的連線共同組成。圖1顯示了典型的電容式感應(yīng)按鈕情況。 圖1：電容式觸摸傳感器截面圖手指不觸摸外覆層（通常為置于傳感器導(dǎo)體片上的非導(dǎo)電性材料）時(shí)，電容式感應(yīng)控制器測(cè)量到的寄生電容（CP）如圖2所示。CP為傳感器上分布電容總和。 圖2：寄生電容（CP）手指接觸外覆層時(shí)，就會(huì)形成一個(gè)簡(jiǎn)單的平行板電容器，所產(chǎn)生的電容稱(chēng)為手指電容（CF）。手指觸摸時(shí)，總傳感器電容（CX）就如方程式1所示： CX = CP + CF 方程式1 電容式感應(yīng)控制器通過(guò)將測(cè)量到的電容轉(zhuǎn)化為數(shù)值，來(lái)監(jiān)控傳感器電容。 電容式感應(yīng)按鈕替代機(jī)械按鈕 電視機(jī)的頻道/音量調(diào)節(jié)、遙控、游戲手柄、FM調(diào)頻收音機(jī)旋鈕等大多數(shù)老式應(yīng)用都用機(jī)械開(kāi)關(guān)作為用戶(hù)界面。雖然機(jī)械開(kāi)關(guān)互動(dòng)不需要復(fù)雜的算法，但卻存在自身的劣勢(shì)。 機(jī)械開(kāi)關(guān)為什么不好用？ 機(jī)械按鈕： - 反復(fù)使用容易磨碎或卡住 - 容易積攢灰塵 - 不夠美觀 - 設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及高工裝成本 為了解決這些問(wèn)題，不同產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員都開(kāi)始轉(zhuǎn)向采用觸摸感應(yīng)這種新技術(shù)。觸摸感應(yīng)包括三大類(lèi)： 1. 電阻觸摸 2. 電感觸摸 3. 電容式觸摸 電容式感應(yīng)不僅讓用戶(hù)界面變得美觀，而且觸摸感應(yīng)功能也簡(jiǎn)便易用。電容式觸摸傳感器已經(jīng)替代了數(shù)十億機(jī)械按鈕。電容式感應(yīng)不僅讓前面板外觀變得時(shí)尚，而且還消除了機(jī)械按鈕容易磨損的問(wèn)題。 就電視/顯示器應(yīng)用而言，由于電容式感應(yīng)技術(shù)能夠增加其美感，正得到廣泛應(yīng)用。電視/顯示器通常采用非導(dǎo)電性材料制造的邊框。若采用機(jī)械按鈕，邊框需要與按鈕相協(xié)調(diào)，這肯定會(huì)涉及到較高的工裝成本。而電容式感應(yīng)按鈕正好位于框架下，框架本身就是外覆層，手指觸摸框架就能實(shí)現(xiàn)電容式感應(yīng)操控。圖3顯示了電容式感應(yīng)按鈕取代難看的機(jī)械按鈕的情況。 圖3：電容式感應(yīng)按鈕取代機(jī)械按鈕電容式傳感器的演進(jìn)：電容式感應(yīng)技術(shù)不僅支持按鈕應(yīng)用，還提供線性滑條、徑向滑條等多種不同的傳感器/界面選項(xiàng)。 電容式按鈕： 傳統(tǒng)的電容式感應(yīng)SoC僅提供按鈕。純按鈕器件不斷發(fā)展，可替代手機(jī)、白色家電等應(yīng)用的機(jī)械按鈕。現(xiàn)在，電容式感應(yīng)按鈕已取代了電視、LCD顯示屏、打印機(jī)、PC觸控板等大量設(shè)備的機(jī)械按鈕。 電容式感應(yīng)按鈕是電容式感應(yīng)應(yīng)用最基本的功能。不管外覆層的材料和厚度如何，都能輕松檢測(cè)到導(dǎo)電物體（如手指）是否存在。電容式感應(yīng)按鈕幾乎能替代任何應(yīng)用中機(jī)械按鈕。 電容式滑條： 音量增減、FM收音機(jī)調(diào)頻等應(yīng)用采用滑動(dòng)旋鈕或徑向旋鈕來(lái)控制，而現(xiàn)在這些旋鈕正分別被線性滑條或徑向滑條等電容式傳感器所取代。音量增減操控等應(yīng)用采用線性滑條，而iPod滾輪等應(yīng)用則采用徑向滑條進(jìn)行功能選擇。 線性滑條： 滑條為界面設(shè)計(jì)提供了更高的功能?；瑮l可用來(lái)確定位置，其分辨率比按鈕高出上百倍，而且可采用線性和徑向等不同排列方式。 可采用插值法這種數(shù)學(xué)運(yùn)算方法來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的分辨率。測(cè)量構(gòu)成滑條的所有傳感器上的電容變化，并通過(guò)相鄰傳感器上的電容值就可確定手指位置。 徑向滑條： 徑向滑條跟線性滑條很類(lèi)似，不同之處在于徑向滑條的各個(gè)傳感器采用環(huán)形排列，而且明確位置的算法與線性滑條略有不同。